據(jù)中央廣播電視總臺經(jīng)濟之聲《天下財經(jīng)》報道,可控核聚變,俗稱“人造太陽”,具有清潔、高效、無限供應等優(yōu)勢,被稱為人類的“終極能源”。2023年以來,我國可控核聚變技術研究和相關產(chǎn)業(yè)生態(tài)搭建迎來多個里程碑式突破,“人造太陽”商業(yè)化大門正在開啟。經(jīng)濟之聲系列報道《“人造太陽”照亮你我未來》,本期推出:無限能源怎樣供應千家萬戶?現(xiàn)有能源是否會被替代?
可控核聚變既然是無限能源,這種能源具體怎么發(fā)電,又怎么把電力提供給千家萬戶?根據(jù)中國科學院等離子體物理研究所副所長陸坤的介紹,雖然聚變反應完全不同于裂變反應,但兩者發(fā)電的原理是基本相同的,都是通過產(chǎn)生的能量加熱水,推動汽輪機發(fā)電。
陸坤說:“聚變電站,氘氚是作為燃料的,反應后會產(chǎn)生一些中子,中子打到面對等離子體的包層,包層會把一些能量吸收。包層也是有冷卻的管路,吸收的能量通過冷卻液帶出去,通過‘二回路’到汽輪機,然后進行發(fā)電!
不同的是,由于聚變釋放能量的效率要遠高于裂變,同時也更安全。這些優(yōu)勢意味著與現(xiàn)有的裂變電站相比,單座聚變電站的裝機規(guī)模可以做得更大。中國電力發(fā)展促進會副秘書長田力測算,一座聚變電站的裝機規(guī)?梢赃_到普通核電站的10倍以上!吧虡I(yè)化之后,規(guī)?隙〞螅淠芰棵芏却,能量的產(chǎn)出率高。現(xiàn)在100萬千瓦的裂變核電站,商業(yè)化之后,會有1000萬千瓦。當然其大小都不重要,還得看電網(wǎng)能否受得了。電網(wǎng)還不希望有太大的電源,一旦出現(xiàn)故障、停堆,別的電源還頂不上!
有專家預測,可控核聚變商業(yè)化后,一個省甚至一個區(qū)域可能只需要幾座聚變電站就能供電。這樣一來,就沒有必要再長距離、跨區(qū)域輸電了,但中短距離的輸電線路則要深度改造,適應新的電源布局。
當然,也有另一種思路,就是把聚變電站越做越小,甚至做到戶用級別。這樣,家家戶戶都能實現(xiàn)自發(fā)自用,不再需要電網(wǎng)輸電。目前,全球最小的聚變裝置Fusor就小到足以在桌子上運行。不過,這種聚變裝置并不是托卡馬克技術路線,聚變增益遠遠小于托卡馬克裝置,并不實用。陸坤認為,未來,聚變電站的小型化是趨勢,但要一步步提升技術水平才能實現(xiàn)。
陸坤說:“裂變電站一開始建的都是相對大一點的電站,現(xiàn)在也在向小型化的方向走,有些小型堆的概念。我覺得起步階段對于聚變電站來說,肯定一開始還是規(guī)模稍大一點,然后慢慢隨著技術的成熟,再小型化。甚至于在大樓里面裝一個,還會是未來的事情。”
可控核聚變商業(yè)化后,會對當前的各類能源產(chǎn)生怎樣的影響,這也是一個備受關注的問題。目前,主流能源都有明顯的短板。比如,傳統(tǒng)化石能源會產(chǎn)生污染;水能季節(jié)性變化明顯;風電、太陽能發(fā)電等新能源時大時小、時有時無,不太穩(wěn)定;核裂變發(fā)電需要時刻考慮安全性問題,而可控核聚變在這些方面都有明顯的優(yōu)勢。將來聚變電站會替代這些能源嗎?
北京大學中國戰(zhàn)略研究中心特邀專家郭夏預計:“將來的變化肯定是最后的主力骨干電網(wǎng)都變成核電了,煤電逐步減少,風電、太陽能等自然新能源做配套,還有其他一些生物質(zhì)能源也一起做配套,將來肯定是這種結(jié)構(gòu)。所以未來整個能源革命的主力是核能,而且主力中的主力主要看熱核發(fā)電。”
而田力則指出,可控核聚變商業(yè)化后,在相當長一段時間內(nèi),都不可能完全替代現(xiàn)有的能源,各類能源并存仍然會是常態(tài)。
田力說:“核電站搞了四五十年,也沒能替代火電站,只能說火電站比例越來越小。能源替代這個過程很漫長,不是很快。核聚變出來以后,會有風險、還會出現(xiàn)新的問題,也不是萬無一失!
作者:呂紅橋 來源:央廣網(wǎng)
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